Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Kotły parowe i wodne
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-322-SM-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
Madejski Paweł (madejski@agh.edu.pl)
Module summary

W trakcie zajęć student pozna rodzaje, konstrukcje oraz zastosowanie kotłów parowych i wodnych, nauczy się opisywać i analizować podstawowe procesy zachodzące w kotłach, jak również nauczy się przeprowadzać analizy efektywności pracy kotłów energetycznych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student rozumie wpływ pracy urządzeń na środowisko oraz poznaje metody ograniczania emisji zanieczyszczeń MBM2A_K03, MBM2A_K08, MBM2A_K06, MBM2A_K02, MBM2A_K01, MBM2A_K07 Execution of exercises,
Test,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Student posiada umiejętności przeprowadzania obliczeń i analiz pracy kotłów MBM2A_U02, MBM2A_U18, MBM2A_U05, MBM2A_U24, MBM2A_U16, MBM2A_U03, MBM2A_U10, MBM2A_U01 Execution of exercises,
Report,
Test
M_U002 Student potrafi opisać zjawiska zachodzące w trakcie eksploatacji kotłów oraz ich efekty i wpływ na parametry pracy urządzeń MBM2A_U13, MBM2A_U02, MBM2A_U24, MBM2A_U09, MBM2A_U03, MBM2A_U12, MBM2A_U10, MBM2A_U20, MBM2A_U04 Execution of exercises,
Report,
Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student ma wiedzę z zakresu budowy, eksploatacji kotłów parowych i wodnych MBM2A_W05, MBM2A_W02, MBM2A_W07, MBM2A_W09 Execution of exercises,
Test
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu procesów przepływowo-cieplnych oraz spalania zachodzących w kotłach parowych i wodnych MBM2A_W05, MBM2A_W03, MBM2A_W11, MBM2A_W09 Execution of exercises,
Test
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
28 14 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student rozumie wpływ pracy urządzeń na środowisko oraz poznaje metody ograniczania emisji zanieczyszczeń + + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student posiada umiejętności przeprowadzania obliczeń i analiz pracy kotłów - + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi opisać zjawiska zachodzące w trakcie eksploatacji kotłów oraz ich efekty i wpływ na parametry pracy urządzeń - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma wiedzę z zakresu budowy, eksploatacji kotłów parowych i wodnych + - - - - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu procesów przepływowo-cieplnych oraz spalania zachodzących w kotłach parowych i wodnych + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 54 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 h
Preparation for classes 4 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 8 h
Realization of independently performed tasks 8 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 4 h
Module content
Lectures (14h):

1. Rodzaje i zastosowania kotłów parowych i wodnych
2. Kotły rusztowe, budowa, zasada działania, konstrukcje, zastosowanie
3. Kotły fluidalne, budowa, zasada działania, konstrukcje, zastosowanie
4. Kotły pyłowe, budowa, zasada działania, konstrukcje, zastosowanie
5. Kotły odzyskowe, budowa, zasada działania, konstrukcje, zastosowanie
6. Paliwa stosowane w kotłach energetycznych
7. Podstawy procesu spalania w kotłach
8. Podstawy wymiany ciepła w kotłach
9. Podstawy procesów przepływowo-cieplnych i przemian termodynamicznych w kotłach
10. Rodzaje, konstrukcja i materiały stosowane do budowy kotłowych wymienników ciepła
11. Emisja zanieczyszczeń w kotłach
12. Niskoemisyjne techniki spalania i technologie redukcji emisji zanieczyszczeń
13. Konstrukcja współczesnych kotłów energetycznych
14. Podstawy modelowania procesów przepływowo-cieplnych i procesów spalania w kotłach

Auditorium classes (14h):

1. Wyznaczanie właściwości cieplnych czynników realizujących przemiany i procesy w kotłach
2. Analiza podstawowych przemian termodynamicznych w kotłach
3. Obliczenia bilansowe kotła parowego, wyznaczanie mocy cieplnych kotłowych wymienników ciepła
4. Obliczenia stechiometryczne procesu spalania oraz tworzenia zanieczyszczeń gazowych w kotle
5. Obliczenia sprawności i wyznaczanie strat w kotle
6. Analiza cieplna kotłowych wymienników ciepła
7. Obliczenia cieplno-przepływowe w przegrzewaczach pary

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie w formie kolokwium końcowego, składającego się z dwóch części: część teoretyczna (T) oraz część zadaniowa (Z).
Zaliczenia poprawkowe organizowane są dla osób, które nie uzyskały pozytywnej oceny z części teoretycznej (T) lub zadaniowej (Z). Ocena z części teoretycznej (T) oraz zadaniowej (Z) jest średnią poszczególnych ocen ze wszystkich terminów.
Procent uzyskanych punktów z części teoretycznej i zadaniowej przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.
Brak egzaminu.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa obliczana jest jako średnia ważona z ocen uzyskanych z części teoretycznej (T) i zadaniowej (Z):
OK = 0,6·T + 0,4·Z

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Samodzielna praca studenta. Wsparcie ze strony prowadzącego zajęcia poprzez określenie indywidualnego zakresu, weryfikacji postępu prac i wyników dla powstałych zaległości.

Prerequisites and additional requirements:

Podstawowa wiedza z zakresu termodynamiki, mechaniki płynów, maszyn i urządzeń energetycznych, spalania i wymiany ciepła.

Recommended literature and teaching resources:

1) Chmielniak T., Technologie energetyczne. WNT, Warszawa 2008
2) Pronobis M., Modernizacja kotłów energetycznych. WNT, Warszawa 2002
3) Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F., Elektrownie. WNT, Warszawa 2012
4) Orłowski P., Kotły parowe, konstrukcja i obliczenia. WNT, Warszawa 1966
5) Kosman G., Rusin A., Taler J., Pawlik M. (Red.), Zagadnienia projektowania i eksploatacji kotłów i turbin do nadkrytycznych bloków węglowych. Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010
6) Taler J. (Red.), Procesy cieplne i przepływowe w dużych kotłach energetycznych, modelowanie i monitoring. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011
7) Kordylewski W., Spalanie i paliwa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008
8) Nowak W., Pronobis M. (Red.), Nowe technologie spalania i oczyszczania spalin, Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010
9) Tomeczek J., Gradoń B., Rozpondek M., Redukcja emisji zanieczyszczeń z procesów konwersji paliw i odpadów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009
10) Cwynar L., Rozruch kotłów parowych. WNT, Warszawa 1978
11) Janiczek R., Eksploatacja elektrowni parowych. WNT, Warszawa 1992
12) Buczek Kazimierz, Operator kotłów rusztowych parowych i wodnych, Krosno 2009
13) Madejski P. (Red.), Thermal Power Plants, New Trends and Recent Developments. IntechOpen, Craotia 2018
14) Teir Sebastien. Steam Boiler Technology (2nd ed.). Helsinki University of Technology, Department of Mechanical Engineering, Espoo 2003
15) Raja A.K., Srivastava A.P., Dwivedi M., Power Plant Engineering. New Age International (P) Ltd. New Delhi 2006
16) Kitto J.B., Stultz S.C., Steam its generation and use. The Babcock & Wilcox Company, Ohio USA 2005
17) Kakac S., Liu H., Heat exchangers, selection rating and thermal design. CRC Press, USA 2002

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1) Madejski P., Modliński N., Numerical investigation using two different CFD codes of pulverized-coal combustion process characteristic in an industrial power plant boiler, 2019, E3S Web of Conferences 82, 1-10
2) Madejski P., Numerical study of a large-scale pulverized coal-fired boiler operation using CFD modeling based on the probability density function method, 2018, Applied Thermal Engineering 145, pp. 352–363
3) Madejski P., Coal combustion modeling in a frontal pulverized coal-fired boiler, 2018, E3S Web of Conferences 46, pp. 1-8
4) Madejski P., Janda T., Taler J., Nabagło D., Węzik R., Mazur M., Analysis of fouling degree of heating surfaces in a pulverized coal fired boiler, 2018, Journal of Energy Resources Technology – Transaction of the ASME, 140(3), pp. 1-8
5) Madejski P., Taler D., Taler J., Numerical model of a steam superheater with a complex shape of the tube cross section using Control Volume based Finite Element Method, 2016, Energy Conversion and Management 118, pp. 179-192
6) Modliński N., Szczepanek K., Nabagło D., Madejski P., Modliński Z., Mathematical procedure for predicting tube metal temperature in the second stage reheater of the operating flexibly steam boiler, 2019, Applied Thermal Engineering 146, pp. 854-865
7) Modliński N., Madejski P., Janda T., Szczepanek K., Kordylewski W., A validation of computational fluid dynamics temperature distribution prediction in a pulverized coal boiler with acoustic temperature measurement, 2015, Energy 92, pp. 77-86
8) Taler J., Węglowski B., Taler D., Sobota T., Dzierwa P., Trojan M., Madejski P., Pilarczyk M., Determination of start-up curves for a boiler with natural circulation based on the analysis of stress distribution in critical pressure components, 2015, Energy 92, pp. 153-159
9) Żymełka P., Nabagło D., Janda T., Madejski P., Online monitoring system of air distribution in pulverized coal-fired boiler based on numerical modeling, 2017, Archives of Thermodynamics, 38(4), pp. 109-125
10) Taler J., Węglowski B., Taler D., Trojan M., Sobota T., Dzierwa P., Pilarczyk M., Madejski P., Nabagło D., Method of determination of thermo-flow parameters for steam boiler, 2015, Journal of Power Technologies, 95(4), pp. 309-316
11) Taler D., Madejski P., Taler J., Modelowanie ustalonych procesów przepływowo-cieplnych w kotle fluidalnym, 2015, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika, zeszyt 87 (2) s. 169 – 179
12) Madejski P., Taler D., Korzeń A., Modelling of platen superheaters in a circulating fluidized bed boiler at different loads, 2012, Archiwum Energetyki 42(2), s. 85–92
13) Madejski P., Taler D., Thermomechanical CSM analysis of a superheater tube in transient state, 2011, Archives of Thermodynamics vol. 32(3), s. 117–126
14) Madejski P., Janda T., Modliński N., Nabagło D., A Combustion Process Optimization and Numerical Analysis for the Low Emission Operation of Pulverized Coal-Fired Boiler, 2016, Developments in Combustion Technology (ed. Konstantinos G. Kyprianidis and Jan Skvaril), IntechOpen, London 2016
15) Madejski P., Taler D., Taler J., Mathematical modeling of superheater tubes with a complex cross section, 2015, Heat exchangers and Heat Transfer Engineering calculations (ed. Jan Taler), Monografia 487, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2015
16) Madejski P., Nabagło D., Kubiczek H., Szczepanek K., Lewtak R., Assessment of the impact of biomass burners location in OP-650 boiler on the UBC content in bottom ash, 2013, Modern Energy Technologies, Systems and Units, Praca zbiorowa (red. J. Taler), Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2013
17) Taler J., Węglowski B., Dzierwa P., Czupryński P., Madejski P., Nabagło D., Żyrkowski C., Analysis of potential possibilities for improving dynamic properties of the boiler OP-380 using on-line monitoring of thermal stresses, 2013, Modern Energy Technologies, Systems and Units Praca zbiorowa (red. J. Taler), Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2013
18) Nabagło D., Janda T., Szczepanek K., Madejski P., Ocena jakości procesu spalania w kotle OP-650 z wykorzystaniem nowoczesnych systemów pomiarowych, 2013, Maszyny i Urządzenia Energetyczne, Praca zbiorowa (red. S. Łopata, S. Grądziel), Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2013
19) Madejski P., Taler D., Wyznaczanie przebiegów temperatury pary i materiału przegrzewacza wykonanego z rur o złożonym kształcie, 2013, Energetyka i ochrona środowiska, Monografie, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki nr 61, Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Kraków 2013

Additional information:

brak